[實用新型]具有獨立磁回路的混合磁路電機

無效

• 申請號: 01201118.5
• 申請日: 2001-01-15
• 公開（公告）號: CN2506017Y
• 公開（公告）日: 2002-08-14
• 發明（設計）人: 胡元德
• 申請（專利權）人: 胡元德
• 主分類號: H02K21/00
• 分類號: H02K21/00;H02K21/14;H02K21/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于一種混合磁路電機技術領域，特別涉及對混合磁路電機磁路結構的改進。

背景技術

在電機中同時具有永磁磁場及電勵磁磁場，用永磁鋼產生永磁磁場，并使電流流過勵磁線圈產生電勵磁磁場，永磁磁場與電勵磁磁場組成混合磁路電機的合成磁場。利用電機定子線圈與合成磁場的相對運動在定子線圈中產生感應電勢；利用電機定子線圈中流過的電流與合成磁場相互作用產生電磁力的原理制造成混合磁路電機，這乃是公知公有的常識。國內外的一些文獻均有記載。

現有的混合磁路電機，其導磁體體積過大，磁路的磁阻大。具有獨立磁回路的混合磁路電機前所未有。現有的具有串聯回路的混合磁路電機，由于勵磁電流產生的電勵磁磁通需經過永磁鋼閉合，永磁鋼對外磁場產生的磁通具有很大的磁阻，單位勵磁電流產生的電勵磁磁通量甚低；現有的具有并聯回路的混合磁路電機，由于勵磁電流產生的電勵磁磁通與永磁鋼產生的永磁磁通流經部分共有磁路，使共有磁路部分導磁體體積過大，導磁材料用量過多。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種電勵磁效率高的，導磁體體積小的，導磁材料用量少的，電機功率密度大的混合磁路電機。

本實用新型設計出一種具有獨立磁回路的混合磁路電機，包括定子、無刷轉子、端蓋、勵磁線圈，其特征在于所述的無刷轉子將無刷爪極轉子與永磁鋼轉子貼近并安裝在同一轉軸上，使定子鐵心有效長度與永磁鋼轉子及無刷爪極轉子有效長度相對應，勵磁線圈置于端蓋上形成無刷勵磁結構，所述的混合磁路電機中其永磁磁路與電勵磁磁路分別具有自己獨立的磁回路。

就其勵磁結構而言，本實用新型是將勵磁線圈置于端蓋上形成無刷勵磁結構。由轉子上永磁鋼北極出發的永磁磁通，徑向穿過定、轉子之間的空氣隙，進入與北極永磁鋼相對應的定子鐵心齒中，經過定子鐵心軛部，流向與南極永磁鋼相對應的定子鐵心齒中，徑向穿過空氣隙流回南極永磁鋼，磁通再經過磁軛及轉軸流入北極永磁鋼而形成閉合的永磁磁回路；因為磁通總是流經最短的磁路，永磁磁通不會流經爪極轉子磁路，永磁磁回路是一個獨立的磁回路。永磁鋼磁化后永磁磁通的極性不會改變。當勵磁線圈中有電流流過時，按照右手定則產生了電勵磁磁通，此磁通從轉軸出發，流經爪極，徑向穿過定、轉子之間的空氣隙，進入與爪極相對應的定子鐵心齒中，經過定子鐵心軛部，流向與懸臂爪極相對應的定子鐵心齒中，徑向穿過空氣隙流回懸臂爪極，磁通再經過懸臂爪極與勵磁線圈骨架之間的第二外氣隙流入勵磁線圈骨架，再穿過勵磁線圈骨架與轉軸之間的第二內氣隙流回轉軸而形成另一閉合電勵磁磁回路；因為磁通總是流經最短的磁路而閉合，電勵磁磁通也不會流經永磁磁路，電勵磁磁回路也是一個獨立的磁回路。永磁鋼一經磁化，其極性不會改變，電勵磁磁通的方向可以隨著勵磁電流的方向改變而改變，電勵磁磁通的大小可以隨著勵磁電流的變化而變化。本實用新型混合磁路電機的電勵磁磁通不穿過永磁鋼，因而電勵磁磁回路的磁阻小，單位勵磁電流產生的磁通量大；導磁磁路沒有永磁磁路與電勵磁磁路共有的部分，每個磁回路的導磁材料均可利用充分，節省導磁材料、因而重量輕。

本實用新型只需改變勵磁線圈中勵磁電流的大小及方向，使電勵磁回路的磁通量的大小及方向發生變化，從而改變電機合成磁通的大小。本實用新型混合磁路電機用作電動機時，用改變電樞電壓及調節合成磁通的大小兩種方法調節電動機的速度，可作成寬調速電動機，與只能用調節電樞電壓方法調速的永磁電機調速性能相比，混合磁路電機的調速范圍及特性要寬廣得多。混合磁路電機用作發電機時，當發電機的負載或原動機的轉速變化時，調節合成磁通的大小可以穩定發電機的電壓，作成恒壓發電機。混合磁路發電機與永磁發電機相比，混合磁路恒壓發電機的成本要比永磁恒壓發電機低50％以上，混合磁路發電機可以用調節勵磁線圈中的勵磁電流以調節磁場的方法，使發電機工作時發出的端電壓穩定，盡管由于原動機的速度變化或負荷發生變化；永磁發電機也可以作成恒壓發電機，因其磁場不可調節，原動機的速度變化或負荷發生變化時，永磁發電機的端電壓必然變化，欲使永磁發電機電壓穩定需使發出的電壓經過整流、逆變而成穩定電壓。前者用調節勵磁電流，后者用整流、逆變的方法穩定電壓。眾所周知，勵磁功率不超過發電機功率的3％，是小功率的勵磁調節器控制發電機的電壓穩定，因而成本低。所說的勵磁電流來自獨立直流電源，也可以來自混合磁路電機自身定子繞組端電壓，經過整流后形成的直流電源。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的主視圖。

圖2是本實用新型的實施例的永磁部分剖面圖。